保温材料选用

2024-09-05

保温材料选用(共12篇)

保温材料选用 篇1

热力管道主要指的是用于输送热水或蒸汽的管道。保温材料通常指的是导热系数在0.2以下的装饰材料。在实际生活中, 一个大型项目的热力管道通常有几公里甚至数十公里的长度, 这就导致热能在输送过程中不可避免的出现损耗和流失, 给企业的经济利益带来影响。如何提高热力管道的热能输送效率, 做好管道的保温措施, 成为当前热力企业亟待重视和解决的重要问题。本文就如何科学、正确选择热力管道保温材料进行了简单分析和讨论, 以期更好地提高热力管道的输送质量, 减少热能的损耗, 从而不断提高热力企业的经济效益和价值。

1 保温材料概述

1.1 保温材料的特点

常用保温材料的特点主要包括有:密度小、重量轻、导热系数低、防火防水性好、柔韧性高、施工方便、操作简单等。

1.2 保温材料的种类

热力管道中常用的保温材料了类型主要包括有:

(1) 布、毡类的保护层, 包括塑料布、玻璃布、油毡等等。 (2) 金属保护层, 包括铝箔、黑铁皮、不锈钢板、镀锌铁皮等等。 (3) 涂抹式保护层, 包括石棉、水泥、保温涂料等等。

2 热力管道保温材料的选用

在选择热力管道保温材料时, 设计工作人员要考虑以下几个方面的问题, 具体体现在:

2.1 热水管道的保温材料的选择

在热力管道的保温工程中, 由于室外架空热水管道温度较低, 因此其保温材料通常首选价格较低的玻璃棉管壳, 而后是岩棉管壳、超细玻璃棉以及聚氨脂泡沫塑料。在这些保温材料中, 聚氨脂泡沫塑料的节能效果最好, 其次是玻璃棉管壳、超细棉管壳以及岩棉管壳。经济损失和保温费用方面, 硅酸铝纤维毡的数值最高, 微孔硅酸钙管壳次之。综合考虑保温经济损失和年度费用, 超细玻璃棉管壳的综合效果最好, 聚氨脂泡沫塑料、岩棉、玻璃棉次之。

需要注意的是: (1) 过去传统的管道保温在计算时没有将土建支架的费用影响进行考虑, 导致热力管道整个费用计算的不准确。 (2) 在实际的管道保温设计中, 由于受到施工条件、技术条件等因素的影响, 导致对玻璃棉制品的选择受到不同程度的限制, 无法在实际的保温工程中充分的体现其在保温效果和投资费用上的优越性。

2.2 蒸汽管道的保温材料的选择

由于市场经济的不断变化和发展, 导致其保温材料以及热能的价格也发生了相应的变化, 使得现实情况同现行保温设计手册在相关数据上出现差异, 尤其是保温厚度等方面的数据已经不具有完全的参考性, 因此, 设计人员在选择蒸汽管道的保温材料时, 必须要根据实时的最新保温厚度和热价进行相关方面的计算, 从而确保保温投资的科学性。

在热力管道中, 室外架空蒸汽管道的温度较高, 其保温材料就保温效果方面通常首选玻璃棉管壳, 其次是超细玻璃棉管壳和岩棉材料, 效果最差的是硅酸铝纤维毡。在投资成本方面, 玻璃棉管壳的价格最低, 珍珠岩管壳、超细玻璃棉以及岩棉管壳的价格次之, 硅酸铝纤维毡的价格最高。在经济损失和年度费用方面, 综合考虑最为理想的是玻璃棉管壳, 超细玻璃棉、岩棉、玻璃珍珠岩管壳次之, 经济损失最大、费用最高的为硅酸铝纤维毡。

2.3 节能环保型保温材料的选择

随着环保经济、低碳经济日渐兴起, 在进行热力管道设计时, 也要根据实际情况选择那些保温性能质量高、节能环保效果好的保温材料。要对各种保温材料的经济厚度热损失情况进行比较和分析, 热损失量越小, 保温材料的热能利用率越高, 保温效果越好, 节能效果越好。因此, 选择节能材料时, 要尽可能选择热损失最小的保温材料。

通常情况下, 每米热力保温管道的热损失一般是:

标准煤的发热量=1.163×7000W·h/kg。当锅炉的效率在60%时, 标准煤在经过锅炉燃烧后所产生的实际发热量=0.6×1.163×7000, 即4884.6W·h/kg。这时, 每米热力保温管道的热损失 (每小时) 折合数为:

根据国家颁布的有关行业经济评价规定, 对标准煤进行价格的修正, 即0.94/kg。这时, 每米热力保温管道的燃料费每小时是:

其中, Y-每小时每米热力管道损失的燃料费, 用¥/m·h表示;G-每小时每米热力管道的热损失折合标准煤, 用kg/m.h表示;q-每米热力管道的热损失量, 用W/m表示。

经过大量的实际测试检验得出, 在热力管道中应用硬质聚氨脂泡沫塑料作为管道的保温层, 其管道热损失量同其他材料相比数值最小, 因此, 硬质聚氨脂泡沫塑料是当前最为节能的保温材料, 在热力管道中应予以大力的应用和推广。

2.4 保温管道的具备条件

在对热力管道实施保温措施时, 必须符合以下几个方面的内容, 即:

(1) 在生产过程中, 要求选择介质温度能够长时间保持稳定状态的保温设备及管道材料。

(2) 进行保温的管道其外表面的温度要达到50℃以上, 包括各种热力管道、设备以及相应的附件。

(3) 在保温过程中, 必须防止热力管道及其相关设备中的介质出现冻结或结晶现象。

3 结束语

保温能够有效地减少热力管道输送过程中热能的损耗, 提高能源有效利用率, 节约企业成本, 提高企业经济效益。在热力管道工程的设计中选择那些效率高、性能高、科技含量高的节能环保型保温材料, 能在提高热力管道输送效率和企业经济效益的同时, 提高热能的有效利用率, 从而达到节能、低碳、环保的目的。

摘要:随着我国国民经济的飞速发展, 对能源的消耗和需求也在持续增加。如何在保证工业高速发展的前提下, 节约能源应用成为各行各业所面临的重要问题。文章就如何科学、正确选择热力管道的保温材料进行了简单分析和讨论, 以期更好地提高热力管道的输送质量, 减少热能的损耗, 从而不断提高热力企业的经济效益和价值。

关键词:热力管道,保温材料,选用

参考文献

[1]张信德.正确选用热力管网保温材料的几个问题[J].冶金能源, 2013 (6) .

[2]滕达.热力管道经济保温材料的选择[J].公用科技, 2010 (3) .

[3]韩彦荣, 谢华.热力管道保温材料的选用分析[J].制冷与空调 (四川) , 2012 (4) .

[4]张风华.浅谈热力管道和设备的保温[J].管道技术与设备, 2010 (21) .

[5]赵鹏, 王芬兰.聚氨酯在保温热力管网中的应用[J].科技情报开发与经济, 2012 (3) .

保温材料选用 篇2

1.1本标准作为工厂产品设计,工艺文件编制和焊接材料定额制定的主要依据,

2. 焊接材料选用标准依据以下原则制定。

2.1结构钢焊接材料的选用主要考虑其熔敷金属的强度等于或略高于母材。但对于淬硬倾向较大的钢种,其底层焊缝或非主要受力焊缝,可以选用其熔敷金属强度略低于母材的焊接材料。

2.2对于耐热钢或不锈钢的焊接材料,主要考虑其熔敷金属的化学成份应与母材基本接近。

2.3同时要考虑到产品的工作条件和刚度大小。

2.4同时要考虑到焊接工艺性能的因素。

2.5为了便于工厂对焊接材料的采购和管理,尽量简化品种,

2.6低合金钢与碳钢的异种钢焊,焊接材料选用基本原则是以机械性能达到较低一侧,而焊接工艺应按要求较高一侧。

2.7不锈钢与其他的异种钢焊接,焊接材料选用的基本原则是考虑过渡层的焊接特性。

2.8由于异种钢焊接情况比较复杂,某些情况下亦应通过焊接工艺试验或其它原则选定。

3. 考虑到供应工作的困难及其它特殊原因,在选用标准中,专列一项“允许代用焊条(焊丝)”。

在一般情况下均应选用“应选用焊条(焊丝)”一栏中拟定的牌号。

科学探究材料选用三原则 篇3

一、对应与突破原则

即对应目标与突破难点。选择探究材料切忌盲目,玩“新意”与“照搬照用”,其结果是“乒乒乓乓”“热热闹闹”而一无所获。选择的材料应是为探究活动要达到的目标服务,每个探究环节的目标决定了教师选择怎样的材料,而灵活选用材料更是为了帮助学生突破难点,深入探究。

(一)对应目标,有的放矢

“材料引起探究,材料引起活动。”然而,并非什么材料都能拿来探究,也并非所有材料一股脑儿地放在一起探究。只有指向于探究目标的、帮助学生有效建构科学概念的材料才是我们要让学生探究的材料。借助对应的典型材料,学生才能发现问题、解决问题。而这一切建筑在教师对整个探究教学活动的清晰的结构之上,需要教师明确每一环节的探究目标。

如《声音是怎样产生的》一课的探究教学结构大致体现为以下几个环节:

对应的环节目标为:

1.激发兴趣,暴露前概念:敲、碰撞、弹、踢、摩擦等各种方法发出声音。

2.在对比观察中发现发声物体的共同现象或状态:振动。

3.产生问题,提出猜想:声音是由物体振动产生的吗?

4.借助典型材料深入探究,验证、反证猜测,完善核心概念。

5.应用与拓展:寻找人体中的发声器官等。

围绕以上环节目标选择相应的材料比较科学合理。如在第1环节中,为了激发学生的兴趣,材料的选择上就可以体现各自的想法与个性,有的采用各种乐器发声,有的用多媒体播放自然界美妙的声音,有的甚至现场弹奏一曲,学生兴趣盎然。而第2、4环节中材料的选择则不能随意,必须典型、有结构,环节2的材料要让学生比较容易地观察到物体发声同时在不停“振动”的现象,显然尺子、橡皮筋等材料不但选材方便且能达成此目标,可以成为本节课的基础材料。而环节4的材料不但要让学生“看”到振动,更要让学生“摸”到振动,多感官的震撼刺激都为了指向本课的核心概念:声音是由物体振动产生的。由此,选用音叉(看见“水花四溅”、感觉“麻麻的”)、弹棉花的弓(看见“棉絮飞舞”)等材料便有了针对性,这与目标的达成紧密相关。日常教学中,如果能从以上环节目标出发选择对应的材料,则能发挥材料的真正价值。

(一)突破难点,灵活选材

材料是学生探究活动的载体,但“水能载舟亦能覆舟”,不恰当的材料,不但使学生偏离探究方向,甚至会使学生的探究在相互干扰中云里雾里,只有从学生的已有经验出发,针对学生探究的瓶颈,灵活地选用典型材料才能帮助学生突破难点,有效探究、深入思考,在认知冲突中统一,在思维发展中建构。

《声音是怎样产生的》一课的教学重难点在于引导学生从“声音是由敲、碰撞等产生”的片面的前概念转变为“声音是由物体振动产生”的完善的科学概念,教学的策略为:从“否定—形成—完善”三个梯度建构“声音是由物体振动产生的”,选择的材料便要体现以下三个层次:一是让学生观察到“敲、碰撞”后物体还在持续发声,否定只有“敲、碰撞”才能发声的错误经验;二是让学生清晰地观察、感受到物体发声的同时在不断地“振动”,形成“物体振动产生声音”的新概念;三是让学生发现“制止物体振动,声音同时停止”的现象,反证声音是由物体振动产生的,进而完善新概念。以此灵活选择不同层次的探究材料,才能帮助学生突破认知上的困难,从不全面、错误的前概念走向科学的完善的新概念。由此,好多教师不得不从众多的材料中去对比、筛选材料,甚至改造、自制教具,都是基于突破难点出发,这样的选材与制材值得我们学习。

二、深入与建构原则

即深入探究与建构概念。材料使用的目的在于促进学生探究,完善科学概念,构建起学生的科学知识体系。在教学中,选用丰富的、有结构的探究材料能帮助学生的探究活动走向深入,由此建构起正确的科学概念。

(一)丰富材料促探究深入

丰富的探究材料不仅是学生探究活动乐趣的来源,更是学生深入探究的有效载体。由于活动的层次性,环节目标的递进性,科学概念的建构性,“一样材料上一课”的教学难以促进学生探究活动的深入(复合型或组合型的材料除外)。丰富不是体现在数量上,并非越多越好,而是在材料的层次与多样上。

综观《声音是怎样产生的》一课,学生在本课中使用了钢尺、橡皮筋,以及音叉、锣、鼓、吉他等各种乐器。从学生参与的角度观察,学生学得兴趣盎然,意犹未尽。然而这些材料并非一股脑儿发给学生,而是在呈现时机与顺序上发挥每种材料的价值。如在让学生初步观察发声物体的现象与状态时使用钢尺与橡皮筋,目的在于它们在发声的同时“振动”现象明显,便于学生“看”到。而在验证“声音是由物体振动产生的吗”的深入探究中,仅凭这两种材料显然缺乏说服力。因此,音叉、鼓、弹棉花的弓等材料的使用满足了学生探究的需求。手摸音叉有明显的麻感,放入水中水花四溅,豆子在鼓面上“跳舞”,既让学生看得到,又让学生触感得到。显然,这些材料的使用在验证“物体产生声音的同时是在振动的”活动中体现了明显的优势,让学生的探究活动更有趣味,更充分。在接下来的交流过程中,因为学生观察、体验深刻,交流互动尤为热烈,只要教师稍加追问,学生就能较完整地表述清楚。在这样丰富多样的材料运用下,学生的探究活动自然走向深入,探究价值大大提升。

(二)结构材料促概念建构

材料的种类、组合、数量以及投放的次序就是材料的结构,“有结构的材料”一般都是教师经过精心设计的典型材料的组合。这种材料的组合,既要揭示教学内容有关的一系列现象,体现教材的科学性,又要符合学生年龄特征和认知规律,贴近学生的日常生活,还应具有趣味性,使学生喜欢,并有能力通过对材料的探索来帮助学生建构正确的科学概念。

在教学《声音是怎样产生的》时,为了让学生形成“声音是由物体的振动产生的”这一科学概念,笔者为学生提供了以下几种有结构的组合材料:1.队鼓和米,从米的跳动来感受鼓面的振动;2.音叉和水,从水的波纹来感受音叉的振动;3.弹棉花的弓和棉花,从棉花的飞舞来感受弓弦的振动;4.各种弦类乐器。学生利用提供的材料选择自己感兴趣的实验进行验证,由于提供的材料不但典型,而且有结构,因此,不管学生选择哪一组材料,都能清晰地看到实验现象:当各种物体发出声音时,它们都在振动。正是这些有结构的材料,为学生形成“声音是由物体振动产生的”这一科学概念提供最大的助力。而锣与人组合的“令行禁止”游戏活动,在“开始,敲锣;停,按住锣”的互动中,更是非常直观自然地让学生看到了“停止振动声音也没了”的现象,以形象趣味的方式反证了“声音是由物体振动产生的”,使本课核心概念的建构更趋完善。

三、产出与发展原则

即产出效益与发展思维。材料的充分利用是材料在学生探究活动是否发挥探究价值的保障,决定着探究教学的产出效益。一次成功的材料利用必定体现为学生思维的真正灵动,探究后研讨的热烈深入。

(一)多次利用促产出效益

一份有结构的材料是能通过材料的有机组合,在不同时候的呈现时机而在课堂上被多次利用,每一次有每一次的可探究之处,每一次有每一次可探究的价值。

在常态教学中,教师投入的时间与精力是有限的,可利用的资源也是有限的,这就要求教师能在有限的时间与精力下精选材料,在有限的材料下,充分地利用材料,使材料的价值最大化。如有教师在声音一课的导入部分准备了许许多多乐器供学生分组探究,只为了让学生能用各种方法使乐器发出声音,而在后续的探究活动中并未再次使用,材料的利用率并不高,这多少有点奢侈与浪费,教师教学的投入与产出不呈正比,成本显然有点高。相反,有教师利用音叉、鼓、锣等乐器“发声”导入,在后续的验证实验中再次让学生分组实验,前后两次呈现,目标不同,价值不同,充分提升了材料的效益。

(二)合理利用促思维发展

材料准备丰富多样,但如果不加以合理利用,也难以发挥材料的真正价值。科学合理利用材料,才能使学生在探究活动中观察到与自己已有经验相冲突的现象,进而在认知冲突、思维碰撞中发展。

如《声音是怎样产生的》一课,教师从学生认为“敲、碰撞等产生声音”的前概念出发,提供能持续发声的材料,使学生发现钢尺、橡皮筋等物体在不拨动、敲击的情况下还能不断发声,进而引发对原有认识的“否定”。在此基础上,教师引导学生去观察发现新的现象:它们在发声的时候有什么共同的现象?同时提出猜想:声音是由物体振动产生的吗?由此,一个新的科学概念开始在学生心中初步建构。在后面的验证实验中,学生借助典型材料一次次地感受“振动”,不仅看到,而且触摸得到。还在“令行禁止”的敲锣游戏中体验“制动”,反证猜想。这样,学生经历了从“发现振动,提出猜想”到“感受振动,验证猜想”,再到“体验制动,反证猜想”的思维发展过程。在一次次的探究活动中验证了自己的假设,在思维的碰撞中形成了新概念并感受到了探究的快乐,这样利用材料便是发挥了材料的内在价值。

综上所述,小学科学探究材料的选用要在厘清教学结构的基础上,从达成环节目标和突破难点出发,不盲目不随意,不简单不浪费,灵活地选用典型的有结构的多样材料,促进学生主动探究、深度思维,帮助学生建构或重构科学概念,真正做到精简投入与高效产出的目的。

机械加工材料的选用 篇4

一、机械加工工艺规程的要求与选材方法

(一) 机械加工工艺规程的要求

1) 技术上的先进性。这是指高质量、高效益的获得并非建立在提高工人劳动强度和操作手艺的基础上, 而是依靠运用技术措施来保证的。在制订工艺规程时, 要了解国内外同类工艺技术的发展, 尽可能应用先进的工艺和装备。2) 经济上的合理性。对产品质量要求的工艺方案, 要进行成本核算或评选, 选择经济上最合理的方案, 使产品成本最低。3) 良好的劳动条件, 防范环境污染。在制订工艺规程时, 要保证员工具有良好而安全的劳动条件, 采用先进技术措施, 把员工摆脱体力劳动。并符合国家环境保护法的规定。

(二) 选材方法

要满足零件主要的性能要求。同时也要考虑其他方面性能的要求。

1) 在以要求较高综合性能为主时, 其选材在机械制造中有相当多的结构零件, 如轴、杆、套类零件等, 在工作时都不同程度地承受着静、动载荷的作用, 它们的失效形式多数表现为变形失效和断裂失效, 因此, 零件要求具良好的综合力学性能。2) 在以疲劳强度为主时的选材, 疲劳破坏是零件在交变应力作用下一般的破坏形式, 如发动机曲轴、齿轮、弹簧及滚动轴承等零件的失效, 通常是由于疲劳破坏引起的。3) 在以抗磨损为主时的选材。磨损较大、受力较小的零件, 它的一般失效形式是磨损, 因此材料要具有高的耐磨性。如钻套、各种量具、刀具、顶尖等, 应选择高碳钢或高碳合金钢, 进行淬火和低温回火处理, 获得高硬度的回火马氏体和碳化物组织, 可以满足耐磨要求。同时, 受磨损及交变应力作用的零件, 它的一般失效形式是磨损, 过量的变形与疲劳断裂。

二、选用材料的要求

(一) 使用性要求

这是材料所提供的使用性能指标对零件功能和寿命的实现程度。零件在一般情况下, 要实现设计规定的功能, 可以实现预期使用寿命。

(二) 工艺性要求

铸造工艺性主要是流动性、收缩性、热裂倾向性、偏折性及吸气性等;锻造工艺性主要是可锻性、冷徽性、冲压性、锻后冷却等;焊接工艺性是指焊接性, 即焊接接头出现工艺缺陷的敏感性及使用性能;刃切削加工工艺性是材料接受切削加工的能力。包括:刀具耐用度、断屑力等;粘结固化工艺性即:高分子材料、陶瓷材料、复合材料及粉末冶金制品, 它的粘结固化性是重要的工艺指标;热处理工艺性主要是淬透性、变形开裂倾向、过热敏感性、回火脆性倾向、氧化脱碳倾向等。

(三) 经济性要求

材料本身价格要低。一般条件下材料的直接成本为产品价格的30%~70%;材料加工费用应低。非金属材料加工性能好于金属材料, 有色金属的加工性能好于钢, 钢的加工性能好于合金钢。高材料利用率和再生利用率。在加工中尽可能选用少切屑和无切屑新工艺, 科学利用材料。使用过程的经济效益。选材不要片面强调材料费用及制造成本, 要对材料的使用寿命更加重视, 生产的产品不能使用或不能安全使用。

三、毛坯的选择

毛坯的确定, 既影响毛坯制造, 影响机械加工。在确定毛坯时, 既要重视热加工的因素, 又要兼顾冷加工方面的要求, 以从确定毛坯环节降低零件的制造的成本。

(一) 机械加工中的毛坯种类

1) 铸件。形状不同的零件毛坯, 应采用铸造方法制造。铸件多数用砂型铸造, 它分为木模手工造型和金属模机器造型。前者铸件精度低, 加工表面余量大, 生产率低, 适合单件小批生产或大型零件的铸造。后者生产率高, 铸件精度高, 而设备费用高, 铸件的重量有一定的限制, 适合大批量生产的中小铸件。少量质量要求较高的小型铸件采用特种铸造, 压力铸造、离心制造和熔模铸造等。2) 锻件。机械强度要求高的钢制件, 通常应使用锻件毛坯。锻件有自由锻造锻件和模锻件。模锻件的精度和表面质量均比自由锻件要好, 锻件的形状也较复杂, 可减少机械加工余量。模锻的生产率比自由锻高, 而需要特殊的设备和锻模, 因此, 适合批量较大的中小型锻件。3) 型材。它按截面形状分为:圆钢、方钢、六角钢、角钢、槽钢及特殊截面的型材。它有热轧和冷拉。前者的型材精度低, 价格便宜, 用在普通零件的毛坯;后者的型材尺寸较小、精度高, 可自动送料, 价格较高, 一般用在批量较大的生产, 适合自动机床加工。4) 焊接件。焊接件是用焊接方法形成的结合件, 其优点:即制造简单、周期短、省材料, 缺点:即抗震性差, 变形大, 应在时效处理后进行机械加工。

(二) 典型零件的选材

轴类零件是影响机械设备的精度和寿命的关键零件。支承回转零件并传递运动和转矩, 它是影响运行精度和寿命的关键件。有车床主轴、带轮的轴等, 火车轴轮、汽车的前轴等, 车床上的光杠等。各种轴的尺寸相差较大, 一般用以承受各种载荷和传递动力。轴的工作条件为:

1) 轴类零件的选材。轴类零件的工作条件:重要件作用是支承回转件并传递运动和动力。影响精度和寿命;轴类零件的失效形式:疲劳、过载断裂、过量变形和轴颈过度磨损;轴类零件的性能要求:选材要有较强的抗拉强度和刚度, 冲击韧性和高的疲劳强度, 对轴颈处受摩擦部要高硬度和耐磨性工艺上刀削加工性和淬火性;轴类零件的使用特点:经锻造或轧制的低碳、中碳钢或合金钢;轴类零件的选材:中速中等载荷选用45钢。锻后正火、调质、局部淬火、回火。2) 齿轮类零件的选材。工作条件:通过齿面接触传递动力, 两齿面相互啮合。有滚动, 又有滑动。在齿表面:受到交变接触压应力及摩擦力的作用。在齿根部:受到交变变曲应力的作用。换挡:受到冲击。安装不良:齿面接触不良。失效形式:轮齿折断、齿面损伤过程塑变, 齿端磨损。性能要求:高的疲劳强度和抗拉强度、高的表面硬度和耐磨性适当的心部强度和足够的韧性。小的淬火变形, 良好的加工性。用材特点:对硬度和耐磨性要求较低, 对冲击韧度要求中, 低速和载荷不在的中, 小型传动齿轮。3) 箱体类零件的选材。一般零件:机床上的主轴箱、变速箱、进给箱和溜板箱、内燃机缸体和缸盖、泵壳、床身、变速机箱体。性能要求:主要受应力, 也受一定的弯曲应力和冲击力。因此具有足够的刚度、抗拉强度和良好的减震性。

保温材料选用 篇5

工件材料 选用刀具

铝合金

对结构铝合金和铸造硅铝合金,金刚石刀具最适于高速切削。但复杂刀 具可用整体超细晶粒硬质合金和粉末高速钢及其涂层高速加工结构铝合 金。

钢、铸铁

及其合金3 Al O 基陶瓷刀具适于软、硬高速切削加工;立方氮化硼适于HRC45~ 65 的高速硬切削加工;氮化硅基陶瓷和立方氮化硼更适于铸铁及其合金 的高速切削加工,但不宜于切削以及铁素体为主的钢铁;涂层刀具(包 括复杂刀具)有广泛的应用,特别是整体复杂刀具。

高温合金

可选用涂层、增韧补强的2 3 Al O 基和3 4 Si N 基陶瓷刀具。使用PCBN 刀具 可以100~200m/min 的切削速度加工。复杂刀具可用超细晶粒硬质合金 及其涂层刀具。

钛合金

一般可用涂层、WC 基超细晶粒硬质合金和金刚石刀具。采用润滑性能 良好的切削液,可获得好的结果。还没有好的适于高速切削的刀具材料。表5.3 高速切削刀具材料适于加工的工件材料

刀具材料 适于加工的工件材料

涂层

硬涂层刀具如金刚石膜涂层刀具适合高速切削有色金属;软涂层刀具如 WS2,MoS2 涂层刀具适合加工高强度铝合金、钛合金和贵重金属材料。金属陶瓷 可高速切削加工钢和铸铁。

陶瓷 可高速切削加工钢、铸铁及其合金。也可加工淬硬钢及冷硬铸铁。PCBN

是高速精加工或半精加工铸铁、淬硬钢、高温合金等的理想刀具。根据 加工材料的不同,可适当选择PCBN 的配比。

PCD

适合有色金属及耐磨非金属材料的高速切削,但应根据精加工材料的不 同,适当选择PCD 颗粒的大小。可以加工钛合金。

硬质合金 适于加工钛合金和高温合金

工件材料类别 刀具材料牌号 刀具材料类别 推荐分类 优先系数 铸铁 CB50 PCBN 推荐 90

铸铁 CC6090 陶瓷 推荐 80

铸铁 CC690 陶瓷 推荐 70

铸铁 GC3020 涂层 推荐 60

铸铁 GC3040 涂层 推荐 50

铸铁 H13A 硬质合金 补充40

铸铁 GC4020 涂层 补充30

铸铁 GC4030 涂层 补充20

保温材料选用 篇6

【关键词】优化 选择 实验材料 自主探究

自主探究学习作为科学课堂中需要大力提倡的一种学习方式,要求学生做课堂的主人,在教师的引导下发挥自己的主观能动性,调动自己的各种感觉器官,通过动手、动眼、动嘴、动脑,主动地去获取知识。但综观当下课堂中自主探究学习的开展情况,会发现其中存在两种极端情况:有的教师过分低估学生的能力,担心学生这个不行那个不会,在让学生自主探究前“做足准备”样样提及,生怕漏说一个地方会影响学生自主研究的效果;有的教师则不顾学生的实际情况,为了顺应理念上的潮流而选择形式上的跟风,什么铺垫都没有,只是一味提供相当长的时间试图完全放手让学生进行所谓的开放式自主探究……显然,这样的设计不能顺应现在教学中学生与课堂的需求,对于学生的自主探究能力培养、课堂教学效果提升有害而无益。

那如何才能为学生自主探究提供有力而坚实的支架呢?如何才能让学生的自主探究学习更加高效呢?笔者试着从优化课堂实验材料入手,根据自己的课堂教学实践以及同行的研究课例,提出以下几点策略与思考。

一、合理选择实验材料,为提高自主探究实效打好根基

对于一堂富有探究意味的科学课而言,实验和活动是基础,绝大部分知识是需要学生通过动手实验去发现、理解、运用的。相应的实验材料则是探究性学习活动的基础和关键,是探究过程中必不可少的准备。合理选择实验材料,是实现学生高效的自主探究的基础。

(一)因课堂情境的需要选择材料

将科学课堂的学习内容融入生活情境之中,能让学生体会到学习的内容源于生活,这有利于激发学生的学习兴趣,有利于学生在科学课堂中高效地习得知识。情境教学有时需要配合相应的实验材料,才能寓教于境激发学生的探究兴趣。因此,教师应根据具体的课堂情境需要选择合适的实验材料。

如六年级上册《相貌各异的我们》一课中,笔者将不同的相貌特征融入了“寻找好心人”的情境中,这就需要特殊的实验材料加以辅助,才能取得良好的教学效果。笔者在这个环节给每个小组准备了一套带磁性的相貌拼图,以及一块铁皮展板。让学生根据目击者对好心人的相貌特征描述,利用拼图材料拼出一幅好心人的相貌图。此情景与拼图游戏结合起来,既能让学生通过拼图的过程加深对已知的相貌特征的印象,又能在区分未知的相貌特征的过程中进一步了解未知相貌特征之间的区别,同时还能激发学生的学习兴趣。

(二)因学生的需要选材

《全日制义务教育科学(3~6年级)课程标准(实验稿)》指出:“科学课的教学方法要富有儿童情趣和符合儿童的认知规律。”实验材料的选择只有符合学生的认知规律,才能发挥最大功效。有时实验材料可适当地选择更便于学生理解与接受的简单材料,让学生能一环一环突破,循序渐进地习得应该掌握的知识点,这样才能充分发挥学生学习的主观能动性,凸显学生的主体地位。

如四年级上册《食物在口腔里的变化》一课,在引导学生观察口腔的环节,笔者选择的是“饼干”这种食材。饼干这种食物在口腔里被初步消化时大小、干湿、软硬等方面的变化比较明显,同时又能够较好地体现牙齿咀嚼、舌头搅拌、唾液湿润的作用,因此饼干不但能够满足学生不同层次的观察需求,而且能较好地控制很多不必要的无关变量,是一种能提高探究效率的实验材料。

(三)因实验内容的需要选择材料

实验材料的选择依附于实验内容的需要,应选择能达到理想实验效果的最简材料,不能一味追求实验材料的多样化,以防止实验材料喧宾夺主而转移学生的注意力,影响实验的有效开展,降低自主探究的实效。

如六年级下册《小苏打和白醋的变化》一课,第一个环节是观察小苏打和白醋。这个环节主要是让学生通过观察,了解这两种物质的一些物理特性,为进一步观察两种物质混合后的变化做铺垫。因此,只需准备三样实验材料:白醋、小苏打、记录表。根据实验的需要选择实验材料,没有了其他多余的材料来转移学生注意力,就显得重点突出,学生自主探究的实效性就得以增强。

又如五年级上册《测量力的大小》一课,其中有一个环节是让学生经历弹簧测力计的发明历程。这一环节的目的主要是让学生感知人们是通过有弹力的物体形变而比较出物体轻重的,所以,教师只需顺应学生的思维,给学生准备一块木板、一个钉子、一根皮筋、两样所受重力大小不同的重物即可。在不受其他多余材料干扰的情况下,实验的效率就会非常高。

(四)因实验效果的需要选择材料

有些实验对材料的要求不高,很多类似的实验器材都能在实验中起到相同的作用,但为了使实验效果更加的明显,则需要教师根据实验效果对实验材料进行挑选,以凸显每种实验材料的独特功效,从而增强学生自主探究的实效。

如六年级下册《小苏打和白醋的变化》一课,在观察小苏打和白醋混合后的变化这一部分,笔者选择了以下实验材料:一只透明的可密封的封口袋(盛放白醋,课前已放好)、网状茶叶包外包袋(盛放小苏打,课前已放好)。在操作时把材料放入密封袋中混合,就会观察到密封袋慢慢地鼓起来了,如此能让学生非常直观地感受到,混合过程中生成了一种无色、透明的气体。这个实验对于实验材料的选择原本是多样的,但要让学生感知反应过程中吸收热量这一现象,用塑料袋比用玻璃器皿有更强的优势,特别是在实验中很好地利用了封口袋可以密封的特殊功效,凸显了两种物质混合后的变化。

二、进一步优化实验材料,为实现高效自主探究提供保障

在合理选择实验材料的基础上,如何才能将学生的主体地位更好地凸显出来,实现更高效的自主探究呢?笔者通过实践总结出以下几点做法。

(一) 从提供实验材料的全面性入手优化供给实验材料

要实现学生自主、高效的长时探究,全面的、有结构的实验材料是教师必备的工具。在科学课堂的长时自主探究环节中,教师最理想的状态是充当一个万能器材保管员的角色,给学生提供符合学生认知特点并能促进学生思维发展的,全面的、有结构的实验材料。

如三年级上册《比较水的多少》第一环节,教师出示了容器形状不同的两瓶水,在学生进行简单猜测后教师就抛出了研究的任务:“你们能自己设计实验,比较出哪瓶水多吗?”以往的课堂教学中,教师会先让学生交流实验的方法。说到教师有准备的方法,教师就顺势出示材料,并顺着学生的思路重点交流实验的注意事项;说到未准备实验材料的实验方法时,教师则以缺少材料为由把这种方法简单交流就不了了之。这样的设计看似跟着学生的思维走,其实到最后还是让学生按照教师的设计在小步伐前进。

那如何从优化材料入手解决这个问题?就这个环节而言,提供全面的、符合学生思维特点的优化材料,就能还学生自主的探究空间。实验材料:装水的1号瓶、2号瓶,空瓶子(各组形状不同),相同形状杯子2个,尺,电子秤,格子纸条,记号笔,漏斗。这些看似普通的材料中蕴含了很多适应学生特点的简单方法——找和1号瓶或2号瓶一样大小的瓶子装水比水位高低,用两个同样大小的杯子装水比水位高低(可以用尺量高度也可用格子纸条比格数),将水倒入同一个瓶中比水的重量。教师已经把学生能够想到的方法中所需的最简易实验材料都准备齐了,学生自然能顺利地设计出多样化的比较方法并通过自主探究比较出结果来。

教师在做足有结构材料的准备后,学生的主体地位也凸显了,学生的探究效率也提高了,如此做个材料保管员又何乐而不为呢!

(二) 从明确实验材料的指向性入手优化添补实验材料

进行探究活动时,如果研究任务过于简单学生会失去探究的兴趣,如果太难学生会因找不到解决方法而无法独立完成自主探究。在科学课堂教学中,利用实验材料指向性选择将探究难度调控到学生“跳一跳,摘桃子”的适宜程度,有益于探究活动的高效开展。

如三年级下册《水珠从哪里来》一课的教学难点在于,学生在猜测水珠从哪里来后,难以思路清晰地通过猜测来设计实验。在这个环节适当添补一些指向性明确的实验材料,学生很大程度上能够依靠实验材料隐含的提示明确探究的方向,为高效设计探究方法指明方向。如当学生还迷茫于如何证明水珠是来自杯内的冰块还是杯外的水蒸气时,教师除了给学生提供无色冰块,再提供一些有颜色的冰块、磨砂玻璃盖、封口袋等材料,这样就可间接地给学生以启示,把问题聚焦到如何明晰水珠是来自杯内还是来自杯外的,暂时先将来自哪种状态的水先放一放,这样学生就能在较短的时间内设计出简单易操作的区分方法,从而将较难的探究任务解决于无形。

(三) 从提高实验材料的精确度入手优化选择实验材料

对于实验效果不是特别明显的实验而言,一般的实验材料的误差会严重影响实验结果的准确度,这就给学生自主探究的顺利展开带来了困难。当一般的实验材料难以满足学生自主探究的需求时,我们就应该从提高实验材料的精确度入手,优选精确度较高的实验材料,为学生高效自主探究提供坚实保障。

如五年级上册《评价我们的太阳能热水器》一课,以往的实验材料选择存在以下几个问题:首先,装水容器装水量多,在课堂有限的时间里学生制作的太阳能热水器整体升温的效果不太理想;其次,太阳光强度不可控制,课堂活动开展受到了很大的制约,给水加温效果也严重受到影响;第三,测量时由于普通温度计过长,很难在不影响热水器本身加热状态下将温度计摆放于被测水中实时监测温度;第四,普通温度计灵敏度不够,误差较大,很难准确测出经过不同升温措施处理后的热水器升温效果区别。在这么多问题的影响下,学生很难在自主探究的过程中检测出自制太阳能热水器的升温效果,也难以和其他组比较得出哪些升温措施更有效,严重降低了学生课堂探究的效果。

想要有效解决以上这一系列问题,就得从选择精确性与精细化程度都较高的材料入手。笔者的做法是对部分实验材料进行特殊选择:首先是模拟太阳光的灯,笔者选择了热效能比较好、功率比较高的浴霸灯,解决了受天气制约无法开展检测的问题,同时缩短了升温的时间,提高了课堂效率。其次,装水容器笔者选择了一个容积比较小,配有密封盖子的透明塑料容器。选择统一容器装水,一方面考虑装少量水可以更集中将光线汇聚到一处,便于学生灵活设计,另一方面又方便了教师对温度计与容器的组装。将数显温度计探头与容器组合在一起,减少了手持温度计测量时不断开合容器对水温的影响,另外密封的衔接处理,可以让学生灵活改变容器被照射角度。总之,特殊组合的容器与温度计套件的优化选择,解决了普通温度计无法实时监测水温的问题,增强了升温的效果,提高了检测实效,为学生高效自主探究提供坚实保障。

自主探究学习是凸显学生主体性的一种学习方式,是能发挥学生主观能动性的一种高效的学习模式。教师应采取一切手段,帮助学生顺利进行自主探究学习,尽可能地辅助学生高效地完成自主探究学习。教师合理选择实验材料、科学优化实验材料,可以为学生实现高效的自主探究打好扎实的根基、提供坚实的保障,能使学生的自主探究更有实效。

保温材料选用 篇7

1 传热的方式与保温材料的种类

传热 (热传递) 是一种物理现象, 是热能从高温向低温部分转移的能量传输过程, 由热传导、热对流、热辐射3 种方式以及它们共同作用引起。热传导是由于温度差引起的物体依靠固体分子等微观粒子运动产生的能量传输过程;热对流是由于流体内各部分相对位移引起的能量传输过程;热辐射是由于物体温度使其表面发射电磁波的能量传输过程。

按隔热原理来分, 保温材料可分为多孔材料、热反射材料、真空材料等种类[3]。不同隔热原理的保温材料占主导作用的传热方式各不相同。

1.1 多孔材料

多孔材料是固相和孔隙分散良好的多相材料, 主要是纤维状聚集组织材料和多孔结构材料, 如纤维材料、泡沫材料等[3]。多孔材料的导热系数主要由固体传导和气体对流两部分组成, 即

λ = λ固体传导+ λ气体对流. (1)

多孔材料一般以空气为热阻介质, 因为在封闭状态下空气的导热系数为0.023 W/ (m·K) , 所以理论上任何多孔材料的导热系数都不会低于该值。

1) 纤维材料是以天然矿物质等为主要原料, 添加热稳定性能好的化工添加剂, 喷涂树脂药液后进行柔化处理, 再经过黏接剂热固化压实而成的纤维网状材料。纤维材料主要包括玻璃纤维、复合硅酸盐等。

2) 泡沫材料是以合成树脂为基础, 通过物理方法或化学方法填充大量气泡, 使其内部具有无数孔隙的保温产品。泡沫材料主要有聚丙烯泡沫材料、聚氨酯泡沫材料、橡塑泡沫材料等。

1.2 热反射材料

热反射材料表面具有很大的反射系数, 能将热量反射出去, 如铝箔能靠热反射减少辐射传热[3]。

1.3 真空材料

3 种传热方式中, 热对流在空气中传热最重要。真空材料就是利用材料的内部真空阻隔气体热对流, 产生隔热效果, 如真空隔热板等。真空隔热板与其他传统保温材料有明显的不同, 从严格意义上而言, 它已不只是保温材料, 而是一个微型的真空保温系统[3]。

2 影响多孔材料导热系数的因素

影响多孔材料导热系数的因素分为两类:内在因素和外在因素。内在因素取决于材料成分及其内部结构;外在因素取决于材料的外部使用环境等。

2.1 影响多孔材料导热系数的内在因素

2.1.1 材料的成分及结构

材料的成分不同, 其微观粒子运动产生的能量传输过程就不同, 材料的导热系数也就不同;材料的成分相同, 结构不同, 材料的导热系数也就不同, 晶体结构的导热系数最大, 微晶体结构次之, 玻璃体结构最小。

2.1.2 材料的孔隙率及孔隙特征

材料的孔隙率是指材料中内部孔隙的总体积与材料总体积之比[3]。对于孔隙率大的材料, 孔隙中的气体热对流对导热系数的影响起主要作用, 晶态结构和玻璃态结构的固体部分对导热系数的影响差异不大。孔隙率越大, 孔隙对传热的影响越大, 材料成分及结构对传热的影响越小。同一成分的材料在孔隙率相同的条件下, 孔隙的大小不同、特征状态不同, 孔隙部分对传热所起的作用大小就不同。孔隙尺寸越大, 导热系数越大。连通型孔隙材料 (开孔材料) 比封闭型孔隙材料 (闭孔材料) 的导热系数更大。

2.1.3 材料的表观密度

材料的表观密度是指在自然状态下单位体积的干质量, 它与孔隙率成反比。保温材料要想具有良好的保温性能, 就必须具有较小的表观密度。表观密度小到一定程度后, 导热系数不仅不会降低, 反而会增大。这是由于过大的孔隙率不仅使孔隙数量增多, 而且使孔隙尺寸变大, 结果导致孔壁温差变大, 热辐射变大, 孔隙内的热对流也变大。

2.1.4 材料的吸水性和吸湿性

材料的吸水性是指材料在水中吸收水分的性质;材料的吸湿性是指材料在环境大气中吸收水蒸气的性质[3]。不同材料或不同内部构造的同种材料, 其吸水性和吸湿性会有很大差别。开孔材料的吸水性和吸湿性都比闭孔材料的更好, 容易吸水或吸湿。材料受潮后, 孔隙中水分子的热对流在传热中起主要作用。因为常温下水的导热系数是空气的20多倍, 所以受潮后的材料导热系数明显变大。

2.1.5 材料的亲水性或憎水性

材料的亲水性与憎水性为互补概念。亲水性是指材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质, 憎水性是指材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质, 其中润湿是指水被材料表面吸附的过程。是否能被水润湿是材料在空气中与水接触时的首要问题。当材料分子与水分子之间相互作用的内聚力大于水分子之间的内聚力时, 水分子能很快在材料表面铺散开来。此时在材料、水和空气的交界处, 沿水滴表面的切线与水和材料接触面所成的夹角称为润湿角。当润湿角小于等于90°时, 材料呈现亲水性;当润湿角大于90°时, 材料呈现憎水性。润湿角越小, 材料的亲水性越好, 导热系数越大;润湿角越大, 材料的憎水性越好, 导热系数越小。在GB/T 10299—1988 保温材料憎水性试验方法中, 憎水性以经过规定方式、一定流量的水流喷淋后, 试样中未透水部分的体积分数来表示[4]。

2.1.6 材料的填充气体

在多孔材料中, 大部分热量是由孔隙中气体热对流传输的。由于不同气体的导热性能不同, 因此多孔材料的导热系数在很大程度上取决于填充气体的种类。

2.2 影响多孔材料导热系数的外在因素

1) 环境温度。随着环境温度升高, 材料固体分子的热传导运动增强, 同时材料孔隙中气体的热对流运动也增强, 导致材料导热系数逐渐增大。

2) 环境湿度。随着环境湿度升高, 材料含湿率逐渐变大, 孔隙中水蒸气的扩散和水分子的热对流运动在传热中起主要作用, 导致材料导热系数变大。因为开孔材料容易吸湿, 所以随着环境湿度升高, 开孔材料导热系数明显变大。

3) 热流方向。在各个方向上构造不同且有关性质随方向改变的材料称为各向异性材料, 反之称为各向同性材料。

各向异性纤维材料的导热系数与热流方向有关。从排列状态看, 纤维材料分为热流方向与纤维方向平行和垂直2 种情况。当热流方向平行于纤维方向时, 热流受到的阻力较小, 材料的导热性能更好, 导热系数更大;而当热流方向垂直于纤维方向时, 热流受到的阻力较大, 材料的隔热性能更好, 导热系数更小。

由于泡沫材料在各个方向上构造相同, 是各向同性材料, 因此热流方向对泡沫材料导热系数影响不大[5]。

3 机车设计中保温材料的选用原则

3.1 保温性能

保温产品的热阻或传热系数的数值直接反映其保温性能[3]。单层结构热阻和传热系数计算公式为

其中:R为单层结构热阻, Rn为多层结构热阻, (m2·K) /W;K为传热系数, W/ (m2·K) ;δ 为保温产品厚度, δn为各层保温产品厚度, m;λ 为材料导热系数, λn为各层材料导热系数, W/ (m·K) 。

多层结构热阻和传热系数计算公式为

其中:Rn为多层结构热阻, (m2·K) /W;δn为各层保温产品厚度, m;λn为各层材料导热系数, W/ (m2·K) 。

根据式 (2) ~式 (5) 可以确定, 保温产品的热阻或传热系数由其材料的厚度和导热系数决定, 材料导热系数越小, 保温产品厚度越大, 保温性能越好。

在机车设计中的隔热结构及厚度确定的前提下, 只要选用导热系数相近的保温材料, 保温性能就不会发生质的变化。无论是采用单层结构还是多层复合结构, 都只能影响其他性能。

3.2 阻燃性能

物质具有的或材料经处理后具有的明显推迟火焰蔓延的性质称为阻燃性能。目前国内外轨道交通行业对非金属材料阻燃性能的标准不同, 对机车使用保温材料阻燃性能等级的分类和试验方法也不同。TB/T 3138—2006 机车车辆阻燃材料技术条件附录A中的45°角燃烧试验方法及判定, 将阻燃材料分为难燃级、极难燃级、不燃级, 该标准要求机车上选用的保温材料阻燃性能至少能够达到难燃级要求[6]。

DIN 5510—2—2009 材料和结构部件的燃烧特性和燃烧附带影响分类、要求和试验方法将材料分为5 个级别, 分别为S1 级 (一般适用于质量m≤50 g的产品) 、S2 级 (不易燃) 、S3 级 (难燃) 、S4级 (极难燃) 和S5 级 (不燃) 。根据机车防火等级及产品具体使用部位, 要求机车窗户底边下部区域选用的保温材料至少达到S3 级, 窗户底边上部区域选用的保温材料至少达到S4 级[7]。

ГОСТ 12.1.044 物质与材料的火灾及爆炸危险指数范围与界定方法的分类试验方式不同, 并依据燃烧性将材料分为易燃、难燃和不燃[8]。НБЖТЦТ04—98—2010 电力机车:安全标准规定机车上使用的保温材料要达到难燃级或不燃级[9]。

3.3 隔音性能

通过某种材料把声音或噪音隔绝、隔断或分离等称为隔音。材料一侧的入射声能与另一侧的透射声能之差的分贝数称为隔音量, 机车行业隔音量单位一般用d B (A) 表示。隔音量可以用来衡量材料的隔音性能。

由于目前机车司机室内部噪声等效声级要求不得超过75 d B (A) , 因此保温材料的选用必须兼顾隔音性能。几乎所有的材料都具有隔音作用, 区别就是不同材料的隔音量大小不同而已。隔音量遵循质量定律原则, 即同一种材料的面密度越大, 隔音量就越大, 面密度与隔音量成正比关系, 隔音性能取决于材料的面密度。

3.4 耐候性能

产品受到气候考验, 如光照、冷热, 潮湿、风沙、盐雾等外界条件造成的综合影响, 会出现强度下降、性能减退等一系列现象。产品对这些气候考验的耐受能力叫耐候性能。目前规定的机车一般使用环境条件为:遮荫处温度范围-40~+40 ℃, 月平均最大相对湿度95% (该月平均最低温度不低于25 ℃) , 海拔不超过2 500 m, 并能适应风沙、雨雪、盐雾、粉尘的侵袭。保温材料必须具有使用温度范围广, 抵抗严寒、炎热、干燥、潮湿等恶劣环境, 防腐抗老化, 耐有机溶液和酸碱盐侵蚀等优异的耐侯性能。

3.5 尺寸形状恢复稳定性能

产品受多次连续撞击和挠曲变形后会很快恢复原始形状, 抗压性好而不产生永久形变, 产品的这种性能称为尺寸形状恢复稳定性能[5]。保温材料一般填充于机车司机室的钢梁内或钢梁之间, 为了保证具有良好的保温性能和隔音性能, 其填充后与钢结构之间应无任何间隙。当机车在运行过程中受到冲击发生振动或产生微小局部形变时, 保温材料应具有良好的尺寸形状恢复稳定性能, 可以在长时间使用后与钢结构之间无任何间隙。

3.6 安全环保性能

为确保机车产品的安全环保性能, 在机车的设计中对保温材料的选用应遵循下列原则:禁止选用技术合同中明确禁止的物质、我国国内及行业法律法规中明令禁止的物质、各国家或地区法律法规中明令禁止的物质、在生产安装使用过程中含有对人体健康和环境会产生重大影响的物质。

3.7 经济性能

在组织经营活动过程中, 获得一定数量和质量的产品或服务时耗费尽可能少的资源, 称为经济性能。保温材料要选用物理性能与经济性能兼顾的材料。由于保温性能是保温材料的首选性能, 阻燃性能是其必选性能, 因此选用保温材料时, 在满足同等阻燃性能和隔音性能的前提下, 可以依据保温材料价格和导热系数乘积最小的原则对材料进行选用, 这样不仅可以充分满足保温性能设计需求, 而且可以降低成本。

4 结束语

保温材料的选用不仅要遵循以上性能原则, 还要根据使用习惯、具体使用部位的需求、保温材料本身的使用条件及特点、保温材料的适用环境针对性地选用, 同时还要考虑是否安装方便、能否现场切割、是否影响切割操作者身体健康、是否污染环境、是否可回收再利用等具体因素。

在机车的设计中选用合适的保温材料, 不仅可显著降低生产能耗和成本, 产生较好的经济效益, 还可以显著改善环境。

参考文献

[1]杨世铭, 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社, 2007.

[2]王巧云.国内绝热材料及绝热工程标准概况[J].新型材料建筑, 1998 (8) :11-13.

[3]国家技术监督局.GB/T 4132—1996绝热材料及相关术语[S].北京:中国标准出版社, 1997.

[4]国家技术监督局.GB/T 10299—1988保温材料憎水性试验方法[S].北京:中国标准出版社, 1988.

[5]国家质量技术监督局.GB/T 17369—1998建筑绝热材料的应用类型和基本要求[S].北京:中国标准出版社, 1998.

[6]国家铁道部.TB/T 3138—2006机车车辆阻燃材料技术条件[S].北京:中国铁道部出版社, 2007.

[7]德国标准委员会机车车辆标准委员会.DIN 5510—2—2009材料和结构部件的燃烧特性和燃烧附带影响分类、要求和试验方法[S/OL].[2011-04-12].http://wenku.baidu.com/view/18bc677102768e9951e738b6.html.

[8]白俄罗斯建筑与建设部.ГОСТ12.1.044物质与材料的火灾及爆炸危险指数范围与界定方法[S/OL].[2006-04-01].http://vsegost.com/Catalog/40/4085.shtml.

如何选用现代医用弹性地面材料 篇8

选择医用弹性地面材料, 需要考虑哪些问题呢?

一、良好的防火性能

从燃烧性能来说, 一般的弹性地板均能达到国标B1级难燃级别, 符合绝大多数公共建筑对于燃烧性能的要求。但如果考虑燃烧烟雾毒性的话, 由于PVC (即聚氯乙烯) 中含有大量卤素——氯, 受高温或燃烧时会释放出大量氯气和氯化氢气体, 这些有毒气体会对火场内人员造成比火焰本身更大的伤害。而一些高品质的橡胶地板, 如德国诺拉 (nora) , 则不含卤素, 即使在燃烧情况下, 所释放出的烟雾要远比PVC安全。

欧盟已将各国的建筑材料防火规范统一为一个标准:EN 13 501。该标准不仅将燃烧等级细分, 并且纳入了燃烧烟雾浓度、毒性等指标, 这体现出对建筑材料燃烧破坏性检测更为实用化的发展趋势。目前, 我国新修订并正逐步推行的《GB8624-2006建筑材料及制品燃烧性能分级》规范也是参考上述欧盟标准制定的。因此, 选择弹性地板材料必须要严格按照国家标准进行。

二、行走及站立时的舒适性、安全性

我们常见的地板分为永久硬质地板、半永久弹性地板以及永久弹性地板。

硬质地板一般指石材、水泥、瓷砖等。半永久弹性地板一般指塑胶地板 (即PVC地板) 。橡胶地板则属于永久弹性地板。

塑胶地板 (即PVC地板) 的原材料聚氯乙烯是硬质的高分子材料 (俗称塑料) , 通过添加大量增塑剂使其柔软且具弹性并制成地板。增塑剂在地板使用过程中会不断逸出或损耗于清洁过程中, 至一定程度后最终造成地板脆裂老化。

橡胶地板的弹性来自于橡胶原料本身所具备的天然性能, 无须添加任何增塑剂。得益于先进的配方和生产技术, 高品质的橡胶地板老化进程非常缓慢, 常常可持续数十年, 几乎与建筑物的寿命期相当, 橡胶地板在这一漫长的使用过程中一直保持上佳的弹性。

硬质地板坚硬且光滑的表面容易造成行走中的意外伤害和紧张感, 且对摔倒的人体没有任何保护, 因为无法降低冲击力。所以它在医疗建筑中的应用已经大大减少, 但在门厅等交通繁杂的内外结合部还较多被使用。

弹性地板良好的弹性能够减轻地面对脚跟的反作用力, 使脚部疲劳感得以缓解, 并可保护长时间行走或站立者的脊椎, 对背部健康提供有益的帮助。这对医护人员来说是很有意义的。另外, 地面的弹性变形, 有利于提高防滑性能, 从而使老弱病患行走更为安全。

目前, 绝大多数弹性地板产品均能达到防滑等级R9级 (根据DIN 51130标准) , 能够满足医疗卫生领域的大多数区域的使用要求。而德国诺拉橡胶地板甚至能提供防滑等级达到R10和R11级的安全地板。

三、内装饰的美观效果

现代医院建筑十分重视对患者的心理调适以促进其生理康复。因此, 医院的室内设计与以往大不相同。就弹性地板而言, 因其具有极为丰富的颜色和表面肌理, 可以满足各种个性化设计的要求。

传统的硬质类地板, 它们都是块状结构, 铺设时须留下明显的铺设拼缝 (见图1) 。拼缝处会存储大量污垢, 极难清洁干净, 易导致细菌滋生。而弹性地板可提供大幅面的卷材, 极大地减少了接缝, 有利于提升整体视觉效果。

但是, 一般的弹性地板仍然需要焊缝, 如PVC。这是为了避免长期使用中增塑剂挥发造成的地板收缩致使接缝开裂, 所以铺设时必须进行焊接, 一般为宽4mm的焊接缝 (见图2) 。地板在使用一段时间后, 焊缝处将明显变脏且不易清洁, 地面将呈现出明显的接缝。

高品质的橡胶地板由于不含增塑剂, 其尺寸在铺设后不会因增塑剂逸出而收缩, 因此可以做到密缝拼接而无需焊缝。同时, 由于橡胶所具有的优异的密闭和变形性能, 其接缝密不透水, 不仅能够满足医院的卫生要求, 在感官上也可以保证良好的一体化完整视觉效果。

四、清洁性能

医院日常运营中会接触大量血、尿等污染物或碘酒等消毒剂, 还有大量的化学药品等, 这些物质极易渗透并产生污渍。这对地面材料的抗污性提出了更高要求, 而各种弹性地板的作用也各有不同。

(一) 普通无涂层弹性地板

此类地板以PVC居多。地板表面存有大量毛细孔, 易粘附污垢而不易清洁。实际应用中通常使用打蜡的方式来封闭毛细孔, 隔绝污垢或药品的直接接触, 避免无法清洁干净的情况发生 (见图3) 。

(二) 工厂预涂层弹性地板

鉴于无涂层地板的缺陷, 一些厂家对产品采用工厂预涂层 (如PU、PUR等) 的做法, 用来代替打蜡。这一保护层仅有几个微米至十几个微米厚, 涂层有着像蜡水一样的作用, 并且比蜡水耐磨耐用, 初期使用效果较好。由于薄薄涂层的磨损是无法避免的, 因此行走的痕迹、划痕和划伤、寿命较短等问题明显, 特别是在高人流量的环境中使用, 这些地板无法长期保证完美效果, 保养仍然要依赖打蜡使涂层翻新来保持长期的美观和洁净 (见图4) 。

(三) 无涂层免打蜡地板

这种地板的表面极其致密, 无需外加任何保护层, 在日常使用中既不容易被污染物附着也不易被渗透, 能够真正适用于无须打蜡的简单的清洁维护方式 (见图5) 。这一特点能为用户大大节省清洁维护费用, 并且减少有害污水的排放, 有利于环境保护。

另外, 无需打蜡的地板在需要抗静电的区域, 如手术室、ICU、精密仪器机房等更是首选, 其传导静电不会因蜡膜保护层的阻隔而受损。

五、结束语

汽车轻量化及其材料的经济选用 篇9

“轻量化”之所以得到汽车行业的重视, 是因为它可直接降低油耗、减少排放, 目前已成为行业的共识。研究表明, 车重减轻10%, 可节省燃油3%~7%[1]。但是, 在过去的10多年当中, 由于舒适、安全性要求的提高, 汽车的质量却在逐年增加[2,3], 质量增加20%~30%。与此同时, 新能源汽车 (如燃料电池、混合动力和氢能源车等) 的发展对汽车轻量化的要求更加迫切。

为了实现汽车的轻量化, 近年来世界各大车厂、钢铁协会、铝协会等组织和一些钢厂先后进行了多项汽车轻量化项目的研究。尽管其实现轻量化的技术路线不同, 但其轻量化目标相同, 均能实现20%~40%的减重效果, 主要通过汽车材料、设计和工艺三方面的工作来实现减重。在材料的选择方面, 尽管铝、镁和塑料等轻质材料在汽车轻量化中被采用的越来越多, 但从经济性和技术成熟度考虑, 钢铁仍然是汽车制造的主要材料, 只是其内涵发生了很大的变化, 即由原来的以软钢为主发展到目前以高强度钢板为主, 近年来有些商业化的车型中采用的钢板抗拉强度级别最高已达到1 800 MPa。

2 汽车材料技术成熟度及材料的选用

材料作为汽车制造的基础, 在历史上经过了几个发展阶段。最初汽车采用的材料是木材和钢铁;到了1920年左右, 钢铁成为汽车制造的主要材料;第3次石油危机之后, 轻金属材料如铝等得到了应用;随着安全和排放法规的日益严格, 高强度钢和轻金属材料得到了快速发展。目前, 汽车用材料采取的是多材料战略, 即合适的材料用在合适的部位, 但总的趋势是钢仍为主导材料, 轻质材料得到了快速发展。

1975~2025年北美汽车材料使用比例见图1。由图1可见, 钢铁仍然是汽车用材的主要材料, 但比例有所下降, 由1975年的61%下降到2012年的57%, 到2025年会下降到46%, 铝的应用则由1975年的2%提高到2012年的9%, 到2025年预计会提高到16%。

钢铁在汽车上使用比例下降的同时其内涵也发生了很大变化。1975~2025年北美汽车高强度钢使用比例见图2。由图2可见, 总的趋势是高强度钢, 特别是先进高强度钢增长迅速, 软钢下降明显。如软钢在1975年时比例达91%, 2012年已经下降到40%, 预计到2025年将下降到26%。

影响汽车材料选择的因素有很多, 概括起来有:技术成熟度、材料性能、经济性、供货及时性、是否本地化、汽车的品牌及售价等。

EDAG公司预测的汽车用主要材料技术成熟度见表1。从表1中可看出, 在技术上钢是比较成熟的材料, 适合于大批量生产;铝除了超成形工艺方面, 在技术上也是一种比较成熟的材料;镁、复合材料在技术上仍有很多内容需要研究, 适合于小批量生产。

2011年欧洲车身会议主要车型用材料情况见表2。

与国外相比, 国内汽车高强度钢使用比例相对较低 (图3) , 但发展速度较快, 每年以5%左右的速度增长, 2011年国内汽车高强度钢板的平均使用比例在35%左右, 而同期国外高强度钢板的使用比例在50%以上。

3 汽车用高强度钢进展情况

国际钢铁协会组织的汽车轻量化项目用高强度钢板情况基本上代表了目前汽车用高强度钢的发展趋势。其轻量化项目主要包括:1994年陆续开始的超轻钢白车身 (ULSAB) 、超轻钢覆盖件 (ULSAC) 、超轻钢悬架件 (ULSAS) 、超轻钢概念车项目 (ULSAB-AVC) [4,5]和正在进行的未来钢车型项目 (FSV) 。在ULSAB-AVC项目中, 白车身100%采用了高强度钢板, 其中超过60%为超高强度钢板, 而其参考车中高强度钢板使用的比例只有20%。最近, 正在进行的FSV项目中, 超过50%采用了抗拉强度超过1 000MPa的超高强度钢板, 其平均抗拉强度已经达到了789MPa, 较1995年的参考车 (271 MPa) 提高了近3倍。图4是FSV白车身采用的不同钢种级别的钢板, 其中软钢只有不到3%, 双相钢达30%左右。

注:M表示成熟, 可大批量生产;MT表示中期, 目前只能小批量生产 (5万辆) ;LT表示长期, 目前适合小批量生产 (1万辆) 。

%

ULSAB-AVC、FSV项目采用的高强度钢见表3。从表3中可看出, FSV项目在采用先进高强度钢和最高强度级别方面均较ULSAB-AVC项目有较大提升, 为今后汽车选用超高强度钢指定了方向。

在高强度钢板中有2类钢板近年来发展较快。一种是马氏体钢, 其抗拉强度在批量生产的车型中已经用到最高1 500 MPa, 通过辊压技术实现;另外一种是热冲压成形用钢, 其使用的最高强度已经达到1 800 MPa。对无镀层的热冲压钢板, 加热过程中会引起冲压钢板表面脱碳和氧化起皮。脱碳会降低钢表面的强度;氧化皮则增大了钢板与模具的摩擦因数、降低模具的使用寿命, 同时需要定时清理模具, 大大降低了生产效率。为了满足冲压件的后续处理要求, 需要通过喷丸去除表面生成的氧化皮, 喷丸工序使得冲压件表面产生微小裂纹, 因此限制了无镀层热冲压钢板在生产中的使用。为避免热冲压钢板表面的氧化和脱碳而使热冲压钢板具备耐高温性和耐腐蚀性, 有镀层热冲压钢板应运而生。目前, 热冲压成形钢镀层主要有Al-Si镀层、GI镀层、GA镀层和Zn-Ni镀层等[6,7,8,9]。有镀层的热冲压成形钢板, 冲压时工作环境好, 零件表面质量高, 后续无需喷丸工序, 不仅可以防止成形过程中的零件表面氧化和脱碳, 还能提高涂装后的防腐蚀性能。

4 宝钢汽车用高强度钢情况

随着国内汽车用高强度钢需求量的快速增加, 国内各大钢厂均加大了对汽车用高强度钢的开发力度。高强度钢的种类繁多, 抗拉强度级别从340~1 500MPa, 品种分类涉及热轧、酸洗、冷轧、热镀锌和电镀锌。通过多年的发展, 国内很多钢厂在600 MPa及其以下均具备了供应能力, 800 MPa以上的超高强度钢板可供应的钢厂相对很少。

为了满足国内汽车生产的需求, 宝钢自2009年3月开始运行高强度钢生产专用线, 先后成功试制出冷轧1 500 MPa、热镀锌980 MPa级别的超高强度钢板, 具备了为我国汽车制造商提供超高强度钢板的能力, 已累计供货近10万t。宝钢高强度钢专用生产线及所生产的产品有以下特点和技术优势。

a.可生产抗拉强度为340~1 500 MPa的冷轧普板、抗拉强度为340~980 MPa的热镀锌高强度钢板。本机组特别适合生产超高强度钢板, 是目前国内仅有的1条超高强度钢板专用生产线。图5是采用这条专用线生产的典型先进高强度钢板的应力-应变曲线及零件照片, 包括590 MPa级别的DP和TRIP钢、780 MPa级别的DP钢、980 MPa级别的DP和马氏体钢、1 180 MPa级别的马氏体钢和1 500 MPa级别的马氏体钢。

b.生产线具有多功能性, 可生产冷轧普板和热镀锌钢板。冷轧普板可采用多种冷却模式, 冷却速度为20~1 000℃/s, 为生产不同类型的高强度钢奠定了基础。

c.冷却速度快。当采用60%以上浓度的氢气进行冷却时, 对1 mm厚的钢板其冷却速度可达140℃/s以上;当采用水淬冷却时, 钢板的冷却速度可达1 000℃/s。较快的冷却速度可实现高强度钢板的低碳当量成分设计, 从而提高产品的焊接性能。如DP780钢的Pcm值 (Pcm=wC+wSi/30+wMn/20+2wP+4wS) , 可由常规冷却时的0.30降到高速冷却条件下的0.21。

d.冷轧钢板表面具有良好的涂装性能, 特别是水淬后钢板经过酸洗工序后, 可使钢板表面的Mn等元素富集程度降低, 从而进一步提高冷轧钢板的耐蚀性和涂装性。

目前, 宝钢冷轧高强度汽车钢板的最高强度级别达到1 500 MPa, 热镀锌板达到1 200 MPa, 均达到了国际商业化生产的最高水平。宝钢高强度钢汽车板品种见表4。

注:●表示商业化;○表示开发中。

5 结束语

近年来, 汽车轻量化的发展推动了材料、工艺和设计的技术进步。多材料选用已成为目前汽车用材战略, 合适的材料用在合适的部位, 但总的趋势是钢仍为主导材料, 轻质材料将得到快速发展。作为主导材料的钢铁, 其内涵也在变化中, 高强度特别是先进高强度钢的应用已成为趋势。与国外先进车型用钢比例对比, 我国汽车用高强度钢的比例和内涵均有一定差距, 其主要原因之一是没有掌握高强度钢特别是超高强度钢板的使用技术, 这也是国内钢铁、汽车行业共同需要深入研究的课题。

参考文献

[1]Takehide SENUMA.Physical Metallurgy of Modern High Strength Steel Sheets[J].ISIJ International, 2001, 41 (6) :520532.

[2]Everett C Oren.Automotive materials and Technologies for the21st Century[C]//39Mechanical Working and Steel Processing Conference, ISS, 1998:639-643.

[3]Yukihisa Kuriyama, Manabu Takahashi Hiroshi Ohashi.Trend of Car Weight Reduction Using High-strength Steel[J].自动车技术, 2001, 55 (4) :51-57.

[4]陈宗荣.钢制超轻量汽车开发计划的发展现况[J].技术与训练, 1999, 24 (5) :93-101.

[5]王利等.汽车轻量化用高强度钢板的发展[J].钢铁, 2006, (9) :1-8.

[6]Vaissiére L, Laurent J P, Reinhardt A.Development of Pre-coated Boron Steel for Application On PSA Peugeot Citro n and RENAULT Bodies in white[J].Journal of Materials Manufacturing.2002, 111:909-917.

[7]F-J L, S S, J B, et al.Development tendencies as to processing of press hardening under application of coated steel[C].Kassel:Proceedings of the1st International, 2008.

[8]Mori K, Ito D.Prevention of oxidation in hot stamping of quenchable steel sheet by oxidation preventive oil[J].CIRP Annals-Manufacturing Technology.2009, 58 (1) :267-270.

浅谈排水管道材料的选用标准 篇10

1 排水管道材料的材质及其优缺点分析

1.1 排水管道中的塑料管。

排水管道材料并不是只是单一的材质的, 而是有许多的材质组成的。不同的材质适合的条件不同, 各有各的优缺点。首先给大家介绍的就是塑料管。塑料管是大家生活中常见的一种排水管道材料。塑料管也叫非金属管, 是一类非金属材质制成的管道的总称, 而并不是指单一的塑料管。塑料管在使用的过程中体现出了许多的优点。具体主要体现在以下几个方面:首先, 塑料管的密度比较小, 质地轻, 在运输的过程中是非常方便、便捷的。而且在安装的过程中也是非常容易的;接着, 塑料管的耐腐蚀性比较强。塑料管使用的环境一般都是比较潮湿的, 这样的情况下, 金属管就容易受到腐蚀。然而塑料管就不会;此外, 塑料管的内壁是比较光滑的, 进行排水的过程中阻力比较小。更适合进行排水工作。这么说并不是意味着塑料管没有缺点。塑料管在使用的过程中也是存在着一定的缺点的。它的缺点之一就是在后期回收燃烧过程中会释放出许多的有毒、有害气体。对环境的影响是非常大的。

1.2 排水管道的复合管。

排水管道的材质还有复合管。复合管是指由金属材质与非金属材质混合制成的排水管道。复合管的优点是比较突出的, 它既具有非金属的优点也具有非金属材质的优点。它的优点主要体现在以下几个方面[1]:首先, 它具有金属材质的刚性强的特点。由于复合管在制作的过程中, 加入了许多的金属材料, 这使得复合管的刚性得到了很大的提升, 与金属管的几乎没有什么差别;此外, 复合管也具有非金属材质的特性, 最主要的表现就是他的耐腐蚀性。由于复合管在制作的过程中混入了许多的非金属材料, 使得它的抗腐蚀性性能得到了很大的提升。复合管的内壁与外壁是非金属材质的, 这样可以很好的提升它的抗腐蚀性。复合管也是有一定的缺点的。一是它的制作工艺相对来说比较复杂, 制作流程相对来说比较繁琐;而是复合管的价格相对来说比较高。

1.3 排水管道的金属管。

金属管也是排水管道的一种。显而易见, 金属管就是由金属材质制成的管道。金属管也是具有一定的优点和缺点的[2]。它的优点主要体现在以下几个方面:首先它的使用年限比较高。金属管的使用年限与其它类型的管道相比较是比较高的;接着是它的刚性强。由于金属管在制作的过程中全是由金属材质制成的, 因此它的刚性在三种管道中是最强的;然后, 金属管的接口方式比较多。在进行管道安装工作的开展过程中, 是需要对管道材料进行连接的。金属管的接口方式比较多;此外, 金属管道不会发生自燃的危险。金属管的缺点主要由以下几个方面:首先, 现阶段我国主要是有的金属管是由铜制成的。如果铜超标的话, 那么对环境的影响是非常大的;此外, 金属管的抗腐蚀性能不是很好。在使用的过程中容易造成腐蚀。

2 排水管道材料的选用标准分析

2.1 排水管道材料的压力等级标准。

排水管道材料在选用的过程中是需要遵循一定的标准的, 排水管道材料的压力等级就是需要遵循的标准之一。所谓的压力等级标准是排水管道材料在使用的过程中是需要承受一定的压力的。不同的使用环境所需要承受的压力不同。相同的使用环境不同材质的管道承受压力也是有所区别的。因此, 在进行排水管道材料的选用的过程中, 一定要结合使用的环境查阅相关的压力等级标准, 再进行排水管道材料的选购工作。

2.2 排水管道材料的刚性标准。刚性标准也是需要遵循的标准之

一。在进行排水管道材料选用的过程中也是需要考虑它的刚性标准的。因为不同的使用环境对排水管道材料的材质是有不同的要求的。有的使用条件要求排水管道材料的刚性是需要达到一定的指标的, 而有些使用条件要求排水管道材料的刚性为零, 也就是不能够使用金属管和复合管。因此, 在进行排水管道材料的选用过程中需要查阅相关的刚性标准。

2.3 排水管道材料的外观标准。

排水管道材料在选用的过程中也是需要遵循一定的外观标准的。大家或许这这个标准有一些迷惑, 排水管道材料对外观也有要求吗?答案是肯定的。排水管道材料子在选用的过程中, 是需要外观光滑、平整, 没有凸起或者缺陷的地方的。如果排水管道材料的外观不够光滑或者有凸起、凹陷的地方。那么在进行管道安装的过程中是为带来一定的问题的。如安装过程中刺伤安装人员、表面不够平整增加安装的难度等。因此。在进行排水管道材料选用的过程中是需要对管道的外观进行一定的检查的。一定要符合相关的使用标准才可以进行选用。

2.4 排水管道材料的质量标准。

排水管道材料的质量标准是在进行排水管道材料选用过程中最重要的标准之一。因为在水利工程计划的过程中, 一旦工程完工它的使用是需要达到一定的年限的。如果排水管道材料的质量不过关, 那么在使用的过程中就会引发一系列的问题。因此, 在对排水管道材料选用的过程中, 一定要遵循相关的质量标准。这也就意味着, 相关的选购人士在进行选购之前, 需要详细阅读并理解相关的质量标准, 然后在后期选购工作中严格的按照质量标准进行选购。

2.5 排水管道材料的环保标准。

排水管道材料的环保标准也是需要遵循的标准之一。随着环境问题的之间恶化, 对环境的保护已经成为了国际间的一个共同目标。每一个国家、每一座城市甚至每一个人都有义务对环境进行保护[3]。排水管道材料的选用也是如此。相同的材料可以通过不同的制作过程完成。所需要选用的排水管道材料是需要通过环保途径制成的。如果排水管道材料的制作过程不符合相应的环境标准, 那么是不符合排水管道材料的选用标准的。因此, 在排水管道材料选用的过程中, 一定要查阅相关的环保标准, 从而为环保事业做出贡献。

2.6 排水管道材料的回收利用标准。

回收利用标准也是需要遵循的标准之一。排水管道材料在经过一定年限的使用之后, 是需要对排水管道材料进行回收再利用的。这就需要考虑到排水管道材料的回收利用标准。一种材料的回收利用价值是否很高都是需要考虑的内容之一。总结来说回收利用标准是不可忽视的标准之一。

2.7 排水管道材料的经济性标准。

经济性标准也是需要考虑的标准之一。每一项工程的可利用资金都是有限的。因此, 在资金承受能力范围之内, 选取最好的排水管道材料是值得考虑的。简而言之就是要考虑的性价比。如何消耗最少的资金获取最好的排水管道材料是每一个选购人员值得思考的问题。

结束语

以上内容就是本文对排水管道材料的选用标准内容的分析。通过本文的介绍, 想必大家对这方面的内容都有了一定的了解。排水管道材料在选用的过程中是需要遵循许多的标准的, 希望相关的排水管道材料采购人士在开展采购工作的过程中, 要谨记这方面的标准, 从而确定选购的排水管道材料符合相关的规定。

摘要:近些年来, 随着我国经济的发展与国际地位的日益提高, 我国对各行各业都进行了一定的改进与发展。水利工程中我国重点发展的项目工程之一。水利工程的好坏直接影响到我国的经济与农业的发展。在开展水利工程中的过程中, 常会涉及到排水管道材料的选用, 本文将会介绍这方面的内容。希望大家有所了解。

关键词:排水管道材料,材料选用,选用标准

参考文献

[1]黄汝宏.建筑给排水管材的回顾与展望[J].中国住宅设施, 2013 (7) :42-45.

[2]任海萍, 郝晓龙.浅谈建筑给排水常用管材[J].广西质量监督导报, 2013 (7) :101-102.

保温材料选用 篇11

地铁车辆上应用的电气电子元件种类繁多,依据的标准各制造厂和地铁公司规范也不尽一致,本文仅针对国内部分地铁车辆的设计和制造运营分析其材料选用和基本设计准则。

一、电气元件

电气设计规范符合相应标准。电子设备的设计、制造符合EN 50155标准,其中温度等级为T3以上。

1.1 电容器

一般使用干式钽电容或陶瓷电容。对于高电容值电容,采用长寿命等级的铝电解电容或纸质电容。电力电容使用寿命大于100,000小时的电容器,并使用无毒浸渍剂。

1.2 电阻

牵引、制动和辅助系统的功率电阻(大于300W)的选用符合标准IEC 60322,其他电阻减低额定值的50%使用。制动电阻的设计要便于拆卸和清洁。

1.3 变压器和电感器

变压器和电感器的选用符合标准IEC 60310。

1.4 半导体

不使用锗(Ge)半导体。分离式半导体根据不同用途设置相应的保护。不使用靠元件“迭配”来使电路具有正确、有效功能的电路。

1.5 印刷电路板

元器件的固定方式,能经得起在长期的地铁运营环境中反复冲击和振动;装配好的印刷电路板,两边涂绝缘、保护涂料,该涂料能被热的电烙铁烫穿,涂料的溶媒对元器件无不利影响;接插件采用标准型号,选择时考虑车辆运营所在地的环境条件和列车寿命期内所需的插/拔次数;印刷电路板和模块用适当的方式保持固定;不采用加“飞线”的方法来纠正设计错误;所有电子元件需经过老化处理,满足EN50155标准。

1.6 微处理器和运算/逻辑单元集成电路

设计要点:电路系统提供大于牵引控制软件所需存储容量20%扩充量;单元封装在易于更换模块的金属壳体内;整个单元由标准的包装系统机箱来支撑。

电路中的PROM均是可拆卸的,便于编程。

I/O信号借助于控制装置上专用的I/O模块来传送。

输入/输出模块的要求:进行过/欠电压、电压突变、短路和开路的保护;进行必要的电压变换;减少噪声和干扰信号。

编程

需结构清晰,易于识别。系统包括Watch-dog的功能。

1.7 干扰要求

设计和布线考虑避免在运行中产生相互干扰。

瞬变过程抑制的要求:对于产生EMI的设备的设计均考虑其EMI的发射;电磁阀和操作器件的线圈装续流二极管或电弧抑制设备;在发生源抑制瞬变过程;电子设备的设计能经受车辆运行环境所能遇到的EMI或瞬变过程。

二、控制和保护电气

2.1 接触器

接触器定义为功率≥5KW的任何开关设备。

接触器能方便地进行检查、拆卸和更换。

触点电流值大于10mA,防止触点发生氧化的现象。

所有接触器上都安装灭弧罩:

触头均消除弹跳,以防止发生金属熔敷和电蚀。

各种接触器绕组均使用固态抑制装置,以防沿低压网络产生的瞬变电压。

2.2 继电器

继电器限定为开关功率<5KW。

触点计算准确,避免低电平负载;对不同性质的负载进行合理的换算。关键回路的控制继电器采用高可靠性安全性继电器。

各种继电器的绕组使用固态抑制装置,以防沿低压网络产生的瞬变电压。

触点电流值大于10mA,防止触点发生氧化的现象。

所有延时继电器优先R-C延时或固态延时式的。

绝缘材料具有阻燃性能;达到耐温等级温度上限。触点过负载能力能100次成功(交流为200次)切换两倍额定负载电流。

所有继电器的电气寿命不少于106次,且电路的设计将使这些继电器至少满足10年以上的使用寿命。

2.3 开关

不并联使用触点开关以传输等于或大于制造厂规定的电流额定值。

开关上配置一个“定位键”,作用是当开关安装以后,使开关体在开关机械转动时能受制约而固定不动。

触点电流值大于10mA,防止触点发生氧化的现象。

开关每个端子上最多接二根导线。

2.4 保护电路断路器和高速断路器

保护断路器要求非常坚固,能充分地满足预期的运行要求; 所有电路断路器的通和断位置永久性刻在断路器的手柄或外壳上;每个断路器只保护一个回路,任何回路只用一个断路器保护;每对断路器的触头都有相适应的灭弧装置,以防飞弧;断路器额定电流值在断路器安装之后清晰和永久可见;

高速断路器

适用于牵引电路;采用单触点串联连接;由低压控制;独立安装或安置在高压箱内。

保护断路器板的布置

保护断路器的布置按安全原则设计;在保护断路器旁有一条线槽,放置每条断路器的导线;底座易于拆卸,便于维护和保养。

2.5 熔断器

熔断器仅用在绝对需要的地方且均有熔断指示。空气隙和漏电距离按相应国际标准的要求。每个熔断器的额定值清晰、持久地印刻在其表面。

三、综合

除以上所述,电气电子元件材料和设计应符合地铁运用环境条件,符合国际国内相关电气和防火及冲击振动的标准规定,所选择的电气装置(继电器、接触器、断路器、接插件、熔断器)的技术数据和说明书(产品样本)应归档保存,以便追踪校核。车辆用所有各类电气配件在装车前均经试验、检查,并验收合格。

参考文献

[1]EN 50155-机车车辆上使用的电子设备

[2]IEC 60322:2001 机车车辆-铁道车辆电气设备-开式结构功率电阻器规则

例谈小学科学探究材料选用的原则 篇12

一、对应与突破原则

对应与突破即对应目标与突破难点。选择探究材料切忌盲目,玩“新意”与“照搬照用”,其结果是“乒乒砰砰”“热热闹闹”而一无所获。选择的材料应为探究活动的目标服务,每个探究环节的目标决定了教师应选择怎样的材料,而灵活选用材料更是为了帮助学生突破难点、深入探究。

1.对应目标,有的选材

材料引起探究,材料引起活动。然而,并非什么样的材料都能拿来探究,也并非所有材料都能一股脑儿地放在一起探究。只有指向于探究目标的、能帮助学生有效建构科学概念的材料才是我们要选择的、让学生探究的材料。借助对应的典型材料,学生才能发现问题、解决问题。而这一切建立在教师对整个探究教学活动的清晰的认识上,需要教师明确每一环节的探究目标。

如《声音是怎样产生的》一课的探究教学结构大致体现为以下几个环节:

对应的环节目标为:(1)激发兴趣,暴露前概念:用敲、碰撞、弹、踢、摩擦等各种方法发出声音;(2)在对比观察中发现发声物体的共同现象或状态:振动;(3)产生问题,提出猜想:声音是由物体振动产生的吗?(4)借助典型材料深入探究,验证、反证猜测,完善核心概念;(5)应用与拓展:寻找人体中的发声器官等。

从以上环节目标出发选择相应的材料会比较科学合理。如在第1环节中,为了激发学生的兴趣,材料的选择上就可以体现各自的想法和个性,有的采用各种乐器发声,有的用多媒体播放自然界美妙的声音,有的甚至现场弹奏一曲。而第2、4环节中材料的选择则不能随意,必须典型、有结构。环节2的材料要让学生比较容易地观察到物体发声的同时在不停“振动”,显然尺子、橡皮筋等材料不但选材方便且能达成此目标,因此成了本课的基础材料。而环节4的材料不但要让学生“看”到振动,更要让学生“摸”到振动,多感官的震撼刺激都是为了指向本课的核心概念:声音是由物体振动产生的。由此,选用音叉(“水花四溅”“麻麻的”)、弹棉花的弓(“棉絮飞舞”)等材料便有了针对性,这与目标的达成紧密相关。日常教学中,如果能从以上环节目标出发选择相应的材料,就能发挥材料的真正价值。

2.突破难点,灵活选材

材料是学生探究活动的载体,但不恰当的材料,不但使学生偏离探究方向,甚至会使学生的探究在相互干扰中不知所以,只有从学生的已有经验出发,针对学生探究的瓶颈,灵活地选用典型材料才能帮助学生突破难点、有效探究、深入思考,在认知冲突中统一,在思维发展中建构。

《声音是怎样产生的》一课的教学重难点在于引导学生从“声音是由敲、碰撞等产生”的片面的前概念转变为“声音是由物体振动产生”的完善的科学概念,教学策略为:从“否定—形成—完善”三个梯度建构“声音是由物体振动产生的”,选择的材料要体现以下三个层次:一是让学生观察到“敲、碰撞”后物体还在持续发声,否定只有在“敲、碰撞”时才能发声的错误经验;二是让学生清晰地观察、感受到物体在发声的同时还在不断地“振动”,形成“物体振动产生声音”的新概念;三是让学生发现“制止物体振动,声音同时停止”的现象,反证声音是由物体振动产生的,进而完善新概念。以此灵活选择不同层次的探究材料,才能帮助学生突破认知上的困难,从不全面、错误的前概念走向科学、完善的新概念。由此,教师不得不从众多的材料中去对比、筛选,甚至改造、自制教具。

二、深入与建构原则

深入与建构即深入探究与建构概念。材料使用的目的在于促进学生探究,完善科学概念,建构起学生的科学知识体系。在教学中,选用丰富的、有结构的探究材料能帮助学生的探究活动走向深入,由此建构起正确的科学概念。

1.丰富材料促探究深入

丰富的探究材料不仅是学生探究活动乐趣的来源,更是学生深入探究的有效载体。由于活动的层次性、环节目标的递进性、科学概念的建构性,“一样材料上一课”的教学难以促进学生探究活动的深入(除非是复合型或组合型的材料)。丰富不是体现在材料的数量上,而是体现在材料的层次与多样上。

学生在《声音是怎样产生的》中使用了钢尺、橡筋,以及音叉、锣、鼓、吉它等各种乐器,甚至让学生现场弹奏一曲,实在是一场声音大餐。从学生参与的角度观察,学生学的兴趣盎然、意犹未尽。然而这些材料并非一股脑儿地发给学生,而应在呈现时机与顺序上发挥各种材料的价值。如在让学生初步观察发声物体的现象与状态时使用钢尺与橡筋,是由于它们在发声的同时“振动”现象明显,便于学生“看”到。而在验证“声音是由物体振动产生的吗”的深入探究中,仅凭这两种材料显然缺乏说服力。因此,音叉、鼓、弹棉花的弓等材料的使用满足了学生探究的需求。手摸音叉有明显的麻感,放入水中水花四溅,豆子在鼓面上“跳舞”,学生既能看得到,又能触摸得到。显然,这些材料的使用在验证“物体产生声音的同时是在振动的”活动中具有明显的优势,让学生的探究活动更有趣味、更充分。在接下来的交流过程中,因为学生观察、体验深刻,交流互动尤为热烈,只要教师稍稍追问一句,学生就能较完整地表述清楚。在这样丰富多样的材料运用中学生的探究活动自然走向深入,探究价值大大提升。

2.结构材料促概念建构

材料的种类、组合、数量以及投放次序就是材料的结构,有结构的材料一般都是教师经过精心设计的典型材料的组合。这种材料的组合,既要揭示与教学内容有关的一系列现象,体现教材的科学性,又要符合学生的年龄特征和认知规律,贴近学生的日常生活,同时还应具有趣味性,使学生喜欢,并有能力通过对材料的探索来帮助学生建构正确的科学概念。

在教学《声音是怎样产生的》时,为了让学生形成“声音是由物体的振动产生的”这一科学概念,我们为学生提供了以下几种有结构的组合材料:(1)队鼓和米,从米的跳动来感受鼓面的振动;(2)音叉和水,从水的波纹来感受音叉的振动;(3)弹棉花的弓和棉花,从棉花的飞舞来感受弓弦的振动;(4)各种弦类乐器。学生利用提供的材料选择自己感兴趣的实验进行验证,由于提供的材料不但典型,而且有结构,因此不管学生选择哪一组材料,都能清晰地看到实验现象:当各种物体发出声音时,它们都在振动。正是这些有结构的材料,为学生形成“声音是由物体振动产生的”这一科学概念提供了最大助力。

三、产出与发展原则

产出与发展即产出效益与发展思维。材料的充分利用是材料在学生探究活动中发挥探究价值的保障,决定着探究教学的产出效益。一次次成功的材料利用必定体现为学生思维的真正灵动、探究后研讨的热烈深入。

1.多次利用促产出效益

一份有结构的材料是能通过材料的有机组合,在不同呈现时机在课堂上被多次利用,每一次有每一次可探究的价值。

在常态教学中,教师投入的时间与精力是有限的,可利用的资源也是有限的,这就要求教师能在有限的时间与精力下精选材料,在有限的材料下,充分地利用,使材料的价值最大化。如有位教师在导入部分准备了许许多多乐器供学生分组探究,只为了让学生能用各种方法使乐器发出声音,而在后续的探究活动中并未再次使用这些乐器,材料的利用率并不高,这多少有点浪费,教师教学的投入与产出不成正比,成本显然有点高。相反,有教师利用音叉、鼓、锣等乐器“发声”导入,在后续的验证实验中再次让学生分组实验,前后两次呈现,目标不同、价值不同,充分提升了材料的效益。

2.合理利用促思维发展

材料准备丰富多样,但如果不能合理利用,也难以发挥材料的真正价值。科学合理利用材料,才能使学生在探究活动中观察到与自己已有经验相冲突的现象,进而在认知冲突、思维碰撞中发展。

如《声音是怎样产生的》一课,教师从学生认为“敲、碰撞等产生声音”的前概念出发,提供能持续发声的材料,使学生发现钢尺、橡皮筋等物体在不拨动、敲击的情况下还能不断发声,进而引发对原有认识的“否定”。在此基础上,教师引导学生去观察、发现新的现象:它们在发声的时候有什么共同的现象?同时提出猜想:声音是由物体振动产生的吗?由此,一个新的科学概念开始在学生心中初步建构。在后面的验证实验中,学生借助典型材料一次次地感受“振动”,不仅看得到,而且触摸得到。还在“令行禁止”的敲锣游戏中体验“制动”,反证猜想。这样,学生经历了从“发现振动,提出猜想”到“感受振动,验证猜想”,再到“体验制动,反证猜想”的思维发展过程。在一次次的探究活动中验证了自己的假设,在思维的碰撞中形成了新概念并感受到了探究的快乐,这样利用材料便是发挥了材料的内在价值。

综上所述,小学科学探究材料的选用要在厘清教学结构的基础上,从达成环节目标和突破难点出发,不盲目不随意,不简单不浪费,灵活地选用典型的有结构的多样材料,促进学生主动探究、深度思维,帮助学生建构或重构科学概念,真正实现精简投入与高效产出的目的。

参考文献

[1]基础教育课程改革纲要(试行)解读[M].上海:华东师范大学出版社,2006.

[2]教育部基础教育司.全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准解读[M].上海:华东师范大学出版社,2002.

上一篇:下沉式卫生间施工技术下一篇:智能社区管理